JPH08250277A - High frequency heating apparatus - Google Patents
High frequency heating apparatusInfo
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- JPH08250277A JPH08250277A JP5389595A JP5389595A JPH08250277A JP H08250277 A JPH08250277 A JP H08250277A JP 5389595 A JP5389595 A JP 5389595A JP 5389595 A JP5389595 A JP 5389595A JP H08250277 A JPH08250277 A JP H08250277A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は導波管壁に取り付けられ
た方向性結合器の検出信号に基づいてマグネトロンと加
熱室とのインピーダンス整合を調節するようにした高周
波加熱装置に関するものである。さらに詳しく言うと、
加熱の期間中、マグネトロンを終始最高効率で動作させ
るようにしたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency heating apparatus for adjusting impedance matching between a magnetron and a heating chamber based on a detection signal of a directional coupler mounted on a waveguide wall. More specifically,
During the heating period, the magnetron was made to operate at maximum efficiency all the time.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の高周波加熱装置として、
例えば特開昭57-23494号公報の発明のように、マグネト
ロンと加熱室を接続する導波管の内壁の一部に、伝送さ
れるマイクロ波の管内波長の1/4の間隔でかつマイクロ
波の進行方向に沿って3本のインピーダンス調整棒を設
置し、加熱室内に設置された食品毎にマグネトロンの動
作点がリーケ線図上の最大パワー領域に近づくよう、駆
動装置を用いてそれらインピーダンス調整棒の管内突き
出し量を制御するとともに、食品ごとの突き出し量を記
憶しておき、その記憶内容を食品に応じて呼び出して用
いることにより、加熱動作が最高の加熱効率で行われる
ようにしたものが提案されている。2. Description of the Related Art As a conventional high-frequency heating device of this type,
For example, as in the invention of Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-23494, a part of the inner wall of a waveguide connecting a magnetron and a heating chamber is provided with microwaves at an interval of 1/4 of the wavelength inside the tube of microwaves to be transmitted. 3 impedance adjustment rods are installed along the traveling direction of each, and the impedance is adjusted by using a driving device so that the operating point of the magnetron approaches the maximum power region on the Rieke diagram for each food item installed in the heating chamber. In addition to controlling the amount of protrusion of the rod in the pipe, the amount of protrusion for each food item is stored, and the stored content is recalled and used according to the food item so that the heating operation is performed at the highest heating efficiency. Proposed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上述従来例において
は、整合素子である3本のインピーダンス調整棒を管内
波長の1/4の間隔で導波管内に配置しなければならない
ため、そしてさらに3本のインピーダンス調整棒毎に駆
動装置を必要とするため、構造が複雑になってしまうと
いう問題点があった。また、調整棒が導波管壁を貫通す
る部分には漏洩電波対策を施さなければならないため、
構造がますます大形化してしまって、電子レンジのよう
な小形化の要求の強い高周波加熱装置に対しては適用し
にくいという問題があった。加えて、信頼性の低下や、
大幅なコストアップが避けられないという問題もあっ
た。In the above-mentioned conventional example, three impedance adjusting rods, which are matching elements, must be arranged in the waveguide at an interval of 1/4 of the in-tube wavelength. Since a driving device is required for each impedance adjusting rod, the structure becomes complicated. In addition, because the adjustment rod must take measures against leaked radio waves in the part that penetrates the waveguide wall,
There is a problem that the structure becomes larger and larger, and it is difficult to apply to a high-frequency heating device such as a microwave oven, which is strongly required to be downsized. In addition, the decrease in reliability,
There was also a problem that a large increase in cost was unavoidable.
【0004】そのほか、上述の従来例においては、個々
のインピーダンス調整棒を駆動制御して高周波加熱装置
としての整合をとるため、時間がかかり過ぎてしまい、
電子レンジのように短時間のうちに加熱を完了させなけ
ればならない民生用の機器においては実用的でないとい
う問題点があった。In addition, in the above-mentioned conventional example, it takes a long time because the impedance adjusting rods are drive-controlled to perform matching as a high-frequency heating device.
There is a problem in that it is not practical in a consumer device such as a microwave oven that must complete heating in a short time.
【0005】また、インピーダンス調整棒はあらかじめ
記憶された動作以外の動きをしないため、形状の異なる
しかも誘電特性の異なる種々の食品に対して最適のイン
ピーダンス整合を取ることが難しいばかりか、加熱中に
変化するインピーダンス動作点のズレに対しても対応す
ることができないという致命的な欠点を有している。Further, since the impedance adjusting rod does not move other than the previously memorized operation, it is difficult to obtain optimum impedance matching for various foods having different shapes and different dielectric characteristics, and also during heating. It has a fatal drawback that it cannot cope with a shift in the impedance operating point that changes.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題を
解決するためになされたものであり、食品を収納する加
熱室と、この加熱室の外部においてマイクロ波を発振す
るマグネトロンと、一側にてこのマグネトロンと接続す
るとともに他側にて加熱室と接続してマグネトロンと加
熱室とを接続する矩形導波管と、マグネトロンを駆動す
る高周波電源装置と、矩矩形導波管の一壁であってマグ
ネトロンとの接続部と加熱室との接続部の間の位置に取
り付けられて矩形導波管内に伝送されるマイクロ波電力
の入射および反射各方向成分を検出するとともにそれら
の検出信号を出力する方向生結合器と、矩形導波管の一
壁の方向性結合器の取り付けられた位置より加熱室側で
あってしかもその壁の電波進行方向の中心線から偏倚し
た位置に回転自在に貫通して取り付けられた低誘電体損
失材料からなる整合素子支持軸と、矩形導波管内にてこ
の整合素子支持軸に取り付けられて回転駆動される導電
材料製の整合素子と、この整合素子を構成するために整
合素子支持軸に同心状に取り付けられた円板ベースと、
この円板ベースの中心から偏倚した位置に突設された導
電材料製のスタブと、矩形導波管外にて整合素子支持軸
を所定の行程について回転駆動するとともにその駆動行
程中の予め定められた複数の回転角度位置に関する情報
を出力する回転駆動装置と、そして高周波電源装置を作
動させてマグネトロンの発振を開始させたときに回転駆
動装置を作動させて整合素子支持軸を回転駆動するとと
もにその駆動行程中の予め定められた複数の回転角度位
置毎の方向性結合器の検出信号を取り込んで記憶するほ
か、それら記憶された検出信号群の中から回転駆動装置
の最適停止位置を決定するために検出信号群の中の特定
の検出信号を見出してその検出信号の検出された第一の
回転角度位置へ整合素子支持軸を回転駆動し、その後の
加熱期間中の所定の時点でその第一の回転角度位置を中
心にその前後の所定の回転角度の範囲内で整合素子支持
軸を回転駆動させるとともに、その駆動行程中の予め定
められた複数の回転角度位置毎の方向性結合器の検出信
号を取り込んで記憶するほか、それら記憶された検出信
号群の中から回転駆動装置の最適停止位置を決定するた
めに検出信号群の中の特定の検出信号を見出してその検
出信号の検出された第二の回転角度位置へ整合素子支持
軸を回転駆動し固定するよう回転駆動装置を制御する制
御装置とで、高周波加熱装置を構成する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and includes a heating chamber for storing food, a magnetron for oscillating microwaves outside the heating chamber, and one side. At the wall of the rectangular rectangular waveguide, a rectangular waveguide connecting the magnetron and the heating chamber on the other side and connecting the magnetron and the heating chamber on the other side, It is installed at a position between the connection part with the magnetron and the connection part with the heating chamber, detects the incident and reflected components of the microwave power transmitted in the rectangular waveguide, and outputs their detection signals. Rotating to a position closer to the heating chamber than the position where the directional coupler and the directional coupler on one wall of the rectangular waveguide are attached, and which is offset from the center line of the radio wave traveling direction of the wall. The matching element supporting shaft made of a low dielectric loss material is pierced through, the matching element made of a conductive material is rotatably driven by being mounted on the matching element supporting shaft in the rectangular waveguide, and the matching element is A disk base concentrically attached to the matching element support shaft for configuring,
A stub made of a conductive material, which is provided at a position deviated from the center of the disc base, and a matching element support shaft are rotationally driven for a predetermined stroke outside the rectangular waveguide, and are predetermined in the drive stroke. And a rotation drive device that outputs information about a plurality of rotation angle positions, and when the high frequency power supply device is activated to start the oscillation of the magnetron, the rotation drive device is activated to rotate and drive the matching element support shaft. To capture and store the detection signals of the directional coupler for each of a plurality of predetermined rotational angle positions during the drive stroke and to determine the optimum stop position of the rotary drive device from the stored detection signal groups. To find a specific detection signal in the detection signal group, drive the matching element support shaft to the detected first rotation angle position of the detection signal, and rotate the matching element support shaft at a predetermined position during the subsequent heating period. At that time, the matching element support shaft is rotationally driven within the range of a predetermined rotation angle before and after the first rotation angle position, and the direction of each of a plurality of predetermined rotation angle positions during the driving process. In addition to capturing and storing the detection signal of the sex coupler, a specific detection signal in the detection signal group is found out from the stored detection signal group to determine the optimum stop position of the rotation drive device, and the detection is performed. A high-frequency heating device is configured with a control device that controls the rotation driving device so that the matching element support shaft is rotationally driven and fixed to the second rotation angle position where the signal is detected.
【0007】その際、第二の回転角度位置を見い出すた
めに整合素子支持軸が第一の回転角度位置を中心にその
前後に回転する角度の範囲が、第一の回転角度位置を見
い出す際に整合素子支持軸が回転した角度の範囲より小
さくなるようにする。At this time, in order to find the second rotation angle position, the range of angles in which the matching element support shaft rotates back and forth around the first rotation angle position is used to find the first rotation angle position. The matching element support shaft should be smaller than the range of the angle of rotation.
【0008】[0008]
【作用】高周波電源装置を作動させてマグネトロンの発
振を開始させると、制御装置は回転駆動装置を制御して
整合素子支持軸を所定の行程について回転移動させると
ともに、その駆動行程の予め定められた複数の回転角度
位置における方向性結合器の出力信号を取り込み、それ
らを記憶する。制御装置はそれら記憶された信号群の中
からマグネトロンと加熱室が最良の結合状態であると判
断される検出信号つまりインピーダンス整合の取れてい
ると判断される検出信号を一つ見出し、駆動装置を制御
してその位置(第一の回転角度位置)へ整合素子支持軸
を移動させる。そしてその後の加熱期間中の所定の時点
でその第一の回転角度位置を中心にその前後の所定の回
転角度の範囲内で整合素子支持軸を回転駆動させるとと
もに、その駆動行程中の予め定められた複数の回転角度
位置毎の方向性結合器の検出信号を取り込んで記憶する
ほか、それら記憶された検出信号群の中から回転駆動装
置の最適停止位置を決定するために検出信号群の中の特
定の検出信号を見出してその検出信号の検出された第二
の回転角度位置へ整合素子支持軸を回転駆動し固定す
る。つまり、加熱の進行に伴う食品の性状変化に対応す
るように整合素子支持軸を回転駆動する。When the high frequency power supply device is operated to start the oscillation of the magnetron, the control device controls the rotary drive device to rotationally move the matching element support shaft for a predetermined stroke, and the drive stroke is predetermined. Capture the output signals of the directional coupler at a plurality of rotational angular positions and store them. The control device finds one detection signal from the stored signal groups that determines that the magnetron and heating chamber are in the best coupled state, that is, a detection signal that is determined to have impedance matching, and determines the drive device. The matching element supporting shaft is controlled and moved to that position (first rotation angle position). Then, at a predetermined time point during the subsequent heating period, the matching element support shaft is rotationally driven within the range of a predetermined rotation angle before and after the first rotation angle position, and the matching element support shaft is predetermined during the drive stroke. In addition to taking in and storing the detection signals of the directional coupler for each of the plurality of rotation angle positions, in order to determine the optimum stop position of the rotation drive device from the stored detection signal groups, When a specific detection signal is found, the matching element support shaft is rotationally driven and fixed to the second rotation angle position where the detection signal is detected. That is, the matching element support shaft is rotationally driven so as to correspond to the change in the property of the food due to the progress of heating.
【0009】その第二の回転角度位置を見い出すために
整合素子支持軸が第一の回転角度位置を中心にその前後
に回転する際は、第一の回転角度位置を見い出す際に整
合素子支持軸が回転した角度の範囲より小さい範囲で回
転する。When the matching element support shaft rotates back and forth about the first rotation angle position in order to find the second rotation angle position, the matching element support shaft detects the first rotation angle position. Rotates in a range smaller than the range of the rotated angle.
【0010】本発明にあっては、整合素子支持軸と円板
ベースが導波管壁の電波進行方向の中心線から偏倚した
位置に取り付けられているので、整合素子支持軸を回転
させたときのスタブは、導波管内中央部の比較的電界強
度の大きい領域内を比較的大きい回転角度に亘って、す
なわち比較的長い距離に亘って移動することとなるの
で、スタブの移動に基づくマグネトロンと加熱室の結合
度の変化に対して大きな影響を与えることになる。そし
て上記構成は伝送路の整合素子として用いられるシング
ルスタブチューナと同様に作用し、より広い範囲での整
合の実現に寄与する。According to the present invention, since the matching element support shaft and the disc base are mounted at positions deviated from the center line of the waveguide wall in the radio wave traveling direction, when the matching element support shaft is rotated. The stub of the above-mentioned stub moves in a relatively large electric field strength region in the central portion of the waveguide over a relatively large rotation angle, that is, over a relatively long distance. This has a great influence on the change in the degree of coupling in the heating chamber. Further, the above-described structure acts similarly to the single stub tuner used as the matching element of the transmission line, and contributes to the realization of matching in a wider range.
【0011】また、円板ベースとスタブはマグネトロン
からみて負荷側にて駆動され、また方向性結合器はマグ
ネトロンと整合素子の間で入射、反射各電力成分を検出
するので、能率のよい入射、反射各電力の測定とインピ
ーダンス整合が行われる。Further, the disk base and the stub are driven on the load side as viewed from the magnetron, and the directional coupler detects incident and reflected power components between the magnetron and the matching element. Measurement of each reflected power and impedance matching are performed.
【0012】[0012]
【実施例】本発明の一実施例を図1から図5を用いて説
明する。1は金属製の加熱室で、2はこの加熱室1の側
壁に開設された高周波給電口である。3はマグネトロン
で、4はこのマグネトロン3を駆動する高周波電源装
置、5は一側にてマグネトロン3と接続するとともに他
側にて加熱室1と接続することによりマグネトロン3で
発生した高周波電力を加熱室1の高周波給電口2へ伝送
してマグネトロン3と加熱室1とを接続する矩形の導波
管である。6は方向性結合器で、両面プリント配線基板
から成るものであり、導波管5の長辺のほぼ中央つまり
マグネトロン3の接続部と加熱室1の接続部の中間部に
おいてマグネトロンから発振されて加熱室1へ向かう高
周波電力と加熱室から反射して戻ってくる高周波電力の
両方にさらされるように取り付けられたものである。7
は導波管5内のマイクロ波をループ結合方式により検出
する導体ループ部、8はこの導体ループ部7で結合した
マイクロ波電力に関する信号を伝送するマイクロストリ
ップ線路で、このうち8aは導波管5を伝送するマイク
ロ波電力の中の入射電力に関する信号を伝送するマイク
ロストリップ線路、8bは同じく反射電力に関する信号
を伝送するマイクロストリップ線路である。9はこのマ
イクロストリップ線路8(8a、8b)に伝送されるマ
イクロ波を受信して検波しかつ平滑する処理回路であ
る。10は導波管5内に取り付けられた整合素子であ
り、11は導電材料製の円板ベース、12はこの円板ベ
ース11の回転中心から外れた偏倚部位に突き出して設
けられた導電材料製のスタブであり、円板ベース11が
導波管内にて回転駆動されることにより加熱室1とマグ
ネトロン3のインピーダンス整合を取るものである。そ
してその外径寸法Wを導波管5内に伝送されるマイクロ
波の管内波長のほぼ1/4にしたものである。なお図示は
省略しているが、円板ベース11に対してスタブ12を
着脱自在構造とするとともに、異なる形状寸法のものを
用意しておくことにより、円板ベース11、後述整合素
子支持軸13、回転駆動装置14等のユニットを仕様の
異なる各種高周波加熱装置へ簡単に流用することができ
るようになるメリットがある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Reference numeral 1 is a metal heating chamber, and 2 is a high-frequency power supply port provided on the side wall of the heating chamber 1. 3 is a magnetron, 4 is a high frequency power supply device for driving the magnetron 3, 5 is connected to the magnetron 3 on one side and is connected to the heating chamber 1 on the other side to heat the high frequency power generated in the magnetron 3. It is a rectangular waveguide that is transmitted to the high frequency power supply port 2 of the chamber 1 and connects the magnetron 3 and the heating chamber 1. Reference numeral 6 denotes a directional coupler, which is composed of a double-sided printed wiring board, and is oscillated from the magnetron at approximately the center of the long side of the waveguide 5, that is, in the middle of the connection between the magnetron 3 and the heating chamber 1. It is mounted so as to be exposed to both the high frequency power that goes to the heating chamber 1 and the high frequency power that returns from the heating chamber and returns. 7
Is a conductor loop portion for detecting microwaves in the waveguide 5 by a loop coupling method, 8 is a microstrip line for transmitting a signal relating to microwave power coupled by the conductor loop portion 7, and 8a of these is a waveguide Reference numeral 5b denotes a microstrip line that transmits a signal related to incident power in microwave power that transmits 5, and reference numeral 8b denotes a microstrip line that also transmits a signal related to reflected power. Reference numeral 9 is a processing circuit for receiving, detecting and smoothing the microwave transmitted to the microstrip line 8 (8a, 8b). Reference numeral 10 is a matching element mounted in the waveguide 5, 11 is a disk base made of a conductive material, and 12 is a conductive material provided so as to project to a biased portion deviated from the rotation center of the disk base 11. The disk base 11 is rotationally driven in the waveguide so that impedance matching between the heating chamber 1 and the magnetron 3 is achieved. The outer diameter W is set to approximately 1/4 of the in-tube wavelength of the microwave transmitted in the waveguide 5. Although not shown, the stub 12 is detachably attached to the disc base 11, and the stub 12 having a different shape and size is prepared. There is an advantage that the unit such as the rotation drive device 14 can be easily applied to various high frequency heating devices having different specifications.
【0013】さて前述整合素子支持軸13は図4、図5
のごとく、導波管5壁の電波進行方向の中心線から偏倚
した位置にて回転自在に貫通して取り付けられた低誘電
体損失材料(セラミックス)製のものであり、導波管内
においてその下端に円板ベース11を取り付けている。
14はこの整合素子支持軸13を回転駆動して回転角度
を制御するステッピングモータ等の回転駆動装置であ
る。15は方向性結合器6、回転駆動装置14および高
周波電源装置4に接続した制御装置で、マイクロコンピ
ュータで構成されたものである。そして、16は食品、
17はその受皿である。The matching element support shaft 13 is shown in FIG. 4 and FIG.
, A low dielectric loss material (ceramics) rotatably attached to the wall of the waveguide 5 at a position deviated from the center line of the wave propagation direction of the waveguide, and its lower end in the waveguide. The disk base 11 is attached to the.
Reference numeral 14 is a rotation driving device such as a stepping motor for rotating the matching element supporting shaft 13 to control the rotation angle. Reference numeral 15 is a control device connected to the directional coupler 6, the rotary drive device 14 and the high frequency power supply device 4, and is composed of a microcomputer. And 16 is food,
17 is the saucer.
【0014】このように構成されたものにおいて、加熱
室1内に食品16が設置され、マグネトロン3の発振が
開始されると、高周波電力は導波管5を通って加熱室1
内に供給され、食品16の誘電加熱が開始される。In the thus constructed apparatus, when the food 16 is placed in the heating chamber 1 and the oscillation of the magnetron 3 is started, the high frequency power passes through the waveguide 5 and the heating chamber 1
Is supplied to the inside and the dielectric heating of the food 16 is started.
【0015】すると、制御装置15はまず駆動装置14
を制御して、整合素子支持軸13を例えば180度すな
わち1/2回転という所定の角度について回転駆動する。
実際その駆動は、円板ベース11の回転中心から外れた
位置に取り付けられているスタブ12が導波管5壁の電
波進行方向の中心線の走る電界強度の大きい領域内にお
いてより多く移動するよう、駆動行程を定めている。Then, the control device 15 first determines the drive device 14
Is controlled to rotate the matching element support shaft 13 about a predetermined angle of, for example, 180 degrees, that is, 1/2 rotation.
Actually, the driving is performed so that the stub 12 mounted at a position deviated from the rotation center of the disc base 11 moves more in the region where the electric field strength of the center line of the waveguide 5 wall in the radio wave traveling direction runs. , The driving stroke is defined.
【0016】そして制御装置15は、その回転駆動行程
中の予め定められた複数の駆動位置(回転角度位置)に
おいて方向性結合器6の入射、反射各電力に関する出力
信号を取り込み、各回転角度位置毎の電圧定在波比(VS
WR)の値としてそれらを記憶する。制御装置15はそれ
らの記憶された信号群の中からマグネトロン3と加熱室
1が最良の結合状態であると判断される検出信号を一つ
(電圧定在波比の最小値)見出し、それが検出された整
合素子支持軸13の回転角度位置つまり回転駆動装置1
4の駆動位置(第一の回転角度位置)を確認し、その駆
動位置で整合素子支持軸13が停止固定されるよう駆動
装置14を制御する。Then, the control device 15 takes in output signals relating to the incident and reflected electric powers of the directional coupler 6 at a plurality of predetermined driving positions (rotational angle positions) during the rotational drive stroke, and outputs the respective rotational angle positions. Voltage standing wave ratio (VS
Remember them as the value of WR). The control device 15 finds one detection signal (minimum value of the voltage standing wave ratio) that determines that the magnetron 3 and the heating chamber 1 are in the best coupled state from the stored signal groups, The detected rotation angle position of the matching element support shaft 13, that is, the rotation drive device 1
The drive position (first rotation angle position) of No. 4 is confirmed, and the drive device 14 is controlled so that the matching element support shaft 13 is stopped and fixed at the drive position.
【0017】そしてその後の加熱期間中の所定の時点、
例えば加熱モードが冷凍品の解凍加熱なのか、冷えてい
る調理済み品の単なる可食温度への再加熱なのか、それ
とも炊飯や煮物調理等の本格的加熱調理なのか、といっ
た加熱モードの違いに応じてあらかじめ決めておいた時
間後に、その第一の回転角度位置を中心にその前後の所
定の回転角度の範囲内(具体的には、第一の回転角度位
置を見い出すために回転した範囲より小さい範囲であ
り、第一の回転角度位置の前後に5度ずつの比較的小さ
な角度の範囲内で)で整合素子支持軸13を回転駆動さ
せるとともに、その駆動行程中の予め定められた複数の
回転角度位置毎の方向性結合器の検出信号を取り込んで
記憶するほか、それら記憶された検出信号群の中から回
転駆動装置の最適停止位置を決定するために検出信号群
の中の特定の検出信号を見出してその検出信号の検出さ
れた第二の回転角度位置へ整合素子支持軸を回転駆動し
固定する。つまり、加熱の進行に伴う食品の性状変化に
対応して整合状態が維持されるよう、整合素子支持軸1
3を最適位置に繰返し回転駆動する。なお、当然のこと
だが、第二の最適回転角度位置が第一の最適回転角度位
置と同一の場合もあることは言うまでもない。また、第
一の回転角度位置が、その第一の回転角度位置を見い出
すための回転駆動範囲の端である場合には、第二の最適
回転角度位置を探すための回転運動は当然制約をうける
ことになるが、本実施例においては、その制約された範
囲内で最もよい整合位置を見い出すようにしている。And at a predetermined point during the subsequent heating period,
For example, whether the heating mode is thawing frozen food, reheating cold cooked food to edible temperature, or full-scale cooking such as cooking rice or simmering food. After a predetermined time accordingly, within the range of a predetermined rotation angle before and after the first rotation angle position (specifically, from the range rotated to find the first rotation angle position) The matching element support shaft 13 is rotationally driven within a small range (within a relatively small angle range of 5 degrees before and after the first rotation angle position), and a plurality of predetermined plurality of predetermined angles during the driving stroke are driven. The detection signals of the directional coupler for each rotation angle position are fetched and stored, and specific detection in the detection signal group is performed to determine the optimum stop position of the rotation drive device from the stored detection signal group. Belief Heading its second matching element support shaft to the rotational angular position detected in the detection signal is rotated and fixed. That is, the matching element support shaft 1 is so arranged that the matching state is maintained corresponding to the change in the property of the food as the heating progresses.
3 is repeatedly rotated to the optimum position. As a matter of course, it goes without saying that the second optimum rotation angle position may be the same as the first optimum rotation angle position. Further, when the first rotation angle position is the end of the rotation drive range for finding the first rotation angle position, the rotation motion for searching for the second optimum rotation angle position is naturally restricted. As will be understood, in the present embodiment, the best matching position is found within the restricted range.
【0018】なお、ここでいう最適結合状態の得られる
回転角度位置というのは、方向性結合器6で検出される
入、反射各電力値から求まる反射係数が最小で、しかも
入射電力が最大となる位置のことである。The rotational angle position at which the optimum coupling state is obtained here is such that the reflection coefficient obtained from the input and reflected power values detected by the directional coupler 6 is the minimum and the incident power is the maximum. Is the position.
【0019】そのようにした理由は、反射係数値が小さ
いからといって必ずしもマグネトロンが最大出力で動作
しているとは限らず、その定格出力に比べてはるかに及
ばないことさえあるというマグネトロンの動作特性を考
慮したためであ。つまり、反射係数にのみ着目していた
だけでは、マグネトロン3を真の最大出力で動作させる
ことにはならないからである。そのために、本発明で
は、最小の反射係数においてしかも入射電力が最大にな
る点(位置)を見い出すようにして、マグネトロン3を
最高の効率で動作させるようにしたのである。本発明に
あっては、このことを実行した上で、なおかつその後の
加熱期間中の所定の時点で、その第一の回転角度位置を
中心にその前後の所定の回転角度の範囲内で整合素子支
持軸を回転駆動させるとともに、その所定回転角度の範
囲の中から整合に最適な第二の回転角度位置を見い出し
て、その第二の回転角度位置へ整合素子支持軸を回転駆
動し固定するようにしたのである。そしてそれにより、
加熱の進行に伴う食品の性状変化に対応してよりよい整
合状態が維持されるようにし、マグネトロンが最高効率
で動作するようにしたのである。The reason for doing so is that the magnetron does not necessarily operate at the maximum output just because the reflection coefficient value is small, and it may even be far below the rated output. This is because the operating characteristics are taken into consideration. That is, it is not possible to operate the magnetron 3 at the true maximum output only by focusing on the reflection coefficient. Therefore, in the present invention, the magnetron 3 is operated at the highest efficiency by finding the point (position) at which the incident power becomes the maximum at the minimum reflection coefficient. In the present invention, after performing this, and at a predetermined time point during the heating period thereafter, the matching element within a predetermined rotation angle range before and after the first rotation angle position. While rotating the support shaft, find the optimum second rotation angle position for alignment from the range of the predetermined rotation angle, and rotate and fix the alignment element support shaft to the second rotation angle position. I did it. And thereby
The magnetron was operated at the highest efficiency so that a better alignment was maintained in response to changes in food properties as heating progressed.
【0020】なお、整合素子支持軸13を導波管の中心
線に対して偏倚させずに設けた場合に比べ、スタブ12
の移動行程を導波管5壁の電波進行方向の中心線の走る
領域内の電界強度の大きい領域内に位置付けることがで
きるので、整合調節すなわち結合度の調節に対してより
大きな影響力を発揮することができるようになった。The stub 12 is different from the case where the matching element supporting shaft 13 is provided without being offset with respect to the center line of the waveguide.
Can be positioned in the region where the electric field strength is large in the region in which the center line of the wave propagation direction of the waveguide 5 wall runs, so that it exerts a greater influence on the matching adjustment, that is, the adjustment of the coupling degree. I was able to do it.
【0021】以上の説明では、整合素子支持軸13を回
転駆動する場合についてのみ説明したが、さらに導波管
5内への突き出し量を制御するようにすると、より一層
きめの細かい制御を行うことが可能になる。In the above description, only the case where the matching element support shaft 13 is rotationally driven has been described, but if the protrusion amount into the waveguide 5 is further controlled, finer control can be performed. Will be possible.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、マグネト
ロンからみて負荷(食品)側に順に方向性結合器と整合
素子を取り付けたので、方向性結合器による入射、反射
各電力の極めて能率の良い測定と、整合素子によるマグ
ネトロンと加熱室の極めて高効率の結合がともに可能と
なった。しかも、スタブを導波管内の比較的電界強度の
大きい領域内で移動させることができるようになった。
そしてその行程中の予め定められた複数の駆動位置毎の
方向性結合器の検出信号を記憶し、それら記憶された検
出信号群の中から加熱室とマグネトロンのインピーダン
ス整合の最も良く取れている駆動位置(第一の回転角度
位置)を見出すようにして、直ちにそこへ整合素子を移
動させるようにしたので、マグネトロンの発振動作点が
短時間のうちに整合のとれた高効率動作点に移り、能率
の良い高周波加熱を行うことが出来るようになった。さ
らに、その後の加熱期間中の所定の時点で、その第一の
回転角度位置を中心にその前後の所定の回転角度の範囲
内で整合素子支持軸を回転駆動するとともに、その所定
回転角度の範囲の中から整合に最適な第二の回転角度位
置を見い出して、その第二の回転角度位置へ整合素子支
持軸を回転駆動し固定するようにしたので、加熱の進行
に伴って食品の性状に変化が生じても、すぐれた整合状
態が維持されるようになり、高効率の加熱動作を維持す
ることができるようになった。そしてなによりも、マグ
ネトロンの寿命に対する悪影響を少なくすることにも大
きく寄与することができるようになった。As described above, according to the present invention, since the directional coupler and the matching element are sequentially mounted on the load (food) side as viewed from the magnetron, the efficiency of incident and reflected powers by the directional coupler is extremely high. It is possible to perform both good measurement and extremely efficient coupling of the magnetron and heating chamber with matching elements. In addition, the stub can be moved within a region in the waveguide where the electric field strength is relatively large.
Then, the detection signals of the directional coupler for each of a plurality of predetermined drive positions during the process are stored, and the drive that achieves the best impedance matching between the heating chamber and the magnetron from among the stored detection signal groups. Since the position (first rotation angle position) was found and the matching element was immediately moved to the position, the oscillation operating point of the magnetron moved to the matched and highly efficient operating point in a short time, It has become possible to perform high-frequency heating with good efficiency. Further, at a predetermined time point during the subsequent heating period, the matching element support shaft is rotationally driven within a predetermined rotation angle range before and after the first rotation angle position, and the predetermined rotation angle range is also set. The optimum second rotation angle position for alignment was found from among the above, and the matching element support shaft was rotatably driven and fixed at that second rotation angle position. Even if a change occurs, an excellent matching state can be maintained and a highly efficient heating operation can be maintained. Above all, it has become possible to greatly contribute to reducing adverse effects on the life of the magnetron.
【図1】本発明の一実施例の概念構成図である。FIG. 1 is a conceptual configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】本発明に用いられる方向性結合器の一面側の平
面図である。FIG. 2 is a plan view of one surface side of the directional coupler used in the present invention.
【図3】本発明に用いられる整合素子の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a matching element used in the present invention.
【図4】整合素子が取り付けられた導波管の一部切欠き
斜視図である。FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of a waveguide having a matching element attached thereto.
【図5】整合素子が取り付けられた導波管天井部の上面
図である。FIG. 5 is a top view of the waveguide ceiling with the matching element attached.
1 加熱室 3 マグネトロン 4 高周波電源装置 5 導波管 6 方向性結合器 7 導体ループ 8 マイクロストリップ線路 9 処理回路部 10 整合素子 11 円板ベース 12 スタブ 13 整合素子支持具 14 駆動装置 15 制御装置 1 Heating Chamber 3 Magnetron 4 High Frequency Power Supply Device 5 Waveguide 6 Directional Coupler 7 Conductor Loop 8 Microstrip Line 9 Processing Circuit Section 10 Matching Element 11 Disc Base 12 Stub 13 Matching Element Support Tool 14 Drive Device 15 Control Device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿南 文政 福岡県福岡市中央区渡辺通2丁目1番82号 九州電力株式会社内 (72)発明者 木元 和彦 福岡県福岡市中央区渡辺通2丁目1番82号 九州電力株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Fumimasa Anan, 2-82 Watanabe-dori, Chuo-ku, Fukuoka-shi, Fukuoka Kyushu Electric Power Co., Inc. (72) Kazuhiko Kimoto, Watanabe-dori, Chuo-ku, Fukuoka, Fukuoka 1-82, Kyushu Electric Power Co., Inc.
Claims (2)
と、この加熱室の外部においてマイクロ波を発振するマ
グネトロン(3)と、一側にてこのマグネトロンと接続
するとともに他側にて前記加熱室と接続して前記マグネ
トロンと前記加熱室とを接続する矩形導波管(5)と、
前記マグネトロンを駆動する高周波電源装置(4)と、
前記矩矩形導波管の一壁であって前記マグネトロンとの
接続部と前記加熱室との接続部の間の位置に取り付けら
れて前記矩形導波管内に伝送されるマイクロ波電力の入
射および反射各方向成分を検出するとともにそれらの検
出信号を出力する方向生結合器(6)と、前記矩形導波
管の一壁の前記方向性結合器の取り付けられた位置より
前記加熱室側であってしかもその壁の電波進行方向の中
心線から偏倚した位置に回転自在に貫通して取り付けら
れた低誘電体損失材料からなる整合素子支持軸(13)
と、前記矩形導波管内にてこの整合素子支持軸に取り付
けられて回転駆動される導電材料製の整合素子(10)
と、この整合素子を構成するために前記整合素子支持軸
に同心状に取り付けられた円板ベース(11)と、この
円板ベースの中心から偏倚した位置に突設された導電材
料製のスタブ(12)と、前記矩形導波管外にて前記整
合素子支持軸を所定の行程について回転駆動するととも
にその駆動行程中の予め定められた複数の回転角度位置
に関する情報を出力する回転駆動装置(14)と、そし
て前記高周波電源装置を作動させて前記マグネトロンの
発振を開始させたときに前記回転駆動装置を作動させて
前記整合素子支持軸を回転駆動するとともにその駆動行
程中の予め定められた複数の回転角度位置毎の前記方向
性結合器の検出信号を取り込んで記憶するほかそれら記
憶された検出信号群の中から前記回転駆動装置の最適停
止位置を決定するために前記検出信号群の中の特定の検
出信号を見出してその検出信号の検出された第一の回転
角度位置へ前記整合素子支持軸を回転駆動しその後の加
熱期間中の所定の時点でその第一の回転角度位置を中心
にその前後の所定の回転角度の範囲内で前記整合素子支
持軸を回転駆動させるとともにその駆動行程中の予め定
められた複数の回転角度位置毎の前記方向性結合器の検
出信号を取り込んで記憶するほかそれら記憶された検出
信号群の中から前記回転駆動装置の最適停止位置を決定
するために前記検出信号群の中の特定の検出信号を見出
してその検出信号の検出された第二の回転角度位置へ前
記整合素子支持軸を回転駆動し固定するよう前記回転駆
動装置を制御する制御装置(15)とで構成された高周
波加熱装置。1. A heating chamber (1) for accommodating food (15)
And a magnetron (3) that oscillates microwaves outside the heating chamber, and connects the magnetron on one side and the heating chamber on the other side to connect the magnetron and the heating chamber. A rectangular waveguide (5),
A high frequency power supply device (4) for driving the magnetron,
Incident and reflection of microwave power transmitted in the rectangular waveguide, which is mounted on the wall of the rectangular rectangular waveguide between the connection with the magnetron and the connection with the heating chamber. A directional raw coupler (6) for detecting each directional component and outputting those detection signals, and a heating chamber side from a position where the directional coupler is attached to one wall of the rectangular waveguide. Moreover, a matching element support shaft (13) made of a low dielectric loss material rotatably attached to the wall at a position deviated from the center line of the radio wave traveling direction.
And a matching element (10) made of a conductive material, which is attached to the matching element supporting shaft and driven to rotate in the rectangular waveguide.
A disk base (11) concentrically attached to the matching element support shaft to form the matching element, and a stub made of a conductive material projecting at a position deviated from the center of the disk base. (12) and a rotary drive device that rotationally drives the matching element support shaft outside the rectangular waveguide for a predetermined stroke and outputs information regarding a plurality of predetermined rotational angle positions during the drive stroke ( 14), and when the high frequency power supply device is activated to start the oscillation of the magnetron, the rotary drive device is activated to rotationally drive the matching element support shaft and a predetermined time during the drive stroke. The detection signals of the directional coupler for each of a plurality of rotation angle positions are captured and stored, and the optimum stop position of the rotation drive device is determined from the stored detection signal group. For detecting a specific detection signal in the detection signal group for rotationally driving the matching element support shaft to the detected first rotation angle position of the detection signal, at a predetermined time point during the subsequent heating period The matching element supporting shaft is rotationally driven within a range of a predetermined rotation angle before and after the first rotation angle position, and the directional coupling for each of a plurality of predetermined rotation angle positions during the driving process. And stores the detection signals of the detector and finds a specific detection signal in the detection signal group to determine the optimum stop position of the rotary drive device from the stored detection signal group and detects the detection signal. A high-frequency heating device comprising: a controller (15) for controlling the rotation driving device so as to rotationally drive and fix the matching element support shaft to a second rotation angle position where a signal is detected.
度位置を見い出す際に前記第一の回転角度位置を中心に
その前後に回転する角度の範囲とは、前記第一の回転角
度位置を見い出す際に前記整合素子支持軸が回転する角
度の範囲より小さい角度であることを特徴とする請求項
1記載の高周波加熱装置。2. The range of the angle at which the matching element support shaft rotates back and forth around the first rotation angle position when finding the second rotation angle position means the first rotation angle position. The high-frequency heating device according to claim 1, wherein the matching element support shaft has an angle smaller than an angle range in which the matching element support shaft rotates when the matching element support shaft is found.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5389595A JPH08250277A (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | High frequency heating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5389595A JPH08250277A (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | High frequency heating apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08250277A true JPH08250277A (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=12955466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5389595A Pending JPH08250277A (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | High frequency heating apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08250277A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1612842A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | Lg Electronics Inc. | Waveguide system for electrodeless lichting device |
JP2008270112A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Control method of high-frequency heating device |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP5389595A patent/JPH08250277A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1612842A1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-04 | Lg Electronics Inc. | Waveguide system for electrodeless lichting device |
JP2008270112A (en) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Control method of high-frequency heating device |
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Legal Events
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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